Математическое моделирование нестационарных газожидкостных потоков в системе пласт-скважина

Математическое моделирование нестационарных газожидкостных потоков в системе пласт-скважина

Автор: Ершов, Тимур Борисович

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2006

Место защиты: Москва

Количество страниц: 150 с.

Артикул: 2979884

Автор: Ершов, Тимур Борисович

Стоимость: 250 руб.

Математическое моделирование нестационарных газожидкостных потоков в системе пласт-скважина  Математическое моделирование нестационарных газожидкостных потоков в системе пласт-скважина 

Глава 1. Глава 2. Дифференциальные уравнения для нестационарного газожидкостного потока . Течение жидкости и газа без массобмена. Модель газопроявления при бурении скважины. Глава 3. Глава 4. Приложение 1. Приложение 2. Приложение 3. Приложение 4. С газожидкостными потоками связаны многие проблемы в энергетике, машиностроении, химической и нефтегазовой промышленности. Эффекты неоднофазности существенно осложняют исследования, поэтому гидродинамика газожидкостных потоков все еще находится в стадии развития, в отличие от гидродинамики однофазных потоков. В нефтегазовой промышленности газождкостные потоки встречаются при бурении скважин на газированном буровом растворе, при добыче нефти и газа фонтанирование скважин, газлифт, добыча конденсата, при транспортировке продукции на месторождениях, не оборудованных сепараторами в особенности на морских нефтепромыслах. Таким образом, потоки нефти и газа в одном канале могут возникать на всех этапах от бурения до транспортировки углеводородов потребителям.


Дисперснокольцевой поток характеризуется наличием непрерывной газовой фазы, которая образует газовое ядро потока в центральной части сечения трубы. Жидкость течет в виде тонкой пленки на стенках трубы, а также в виде мелких капель, унесенных в газовое ядро. Данный режим обычно возникает при высоких газосодержаниях а 08. Если в газовом ядре нет капель, то поток называется кольцевым. Рис. Режимы вертикального восходящего потока 1 пузырьковый, 2 пробковый, 3 эмульсионный, 4 днсперстнокольцевой, 5 дисперстный. С газ, Ъ жидкость. Если вся жидкость движется в виде капель в газе, а жидкая пленка отсутствует, то такой поток называется дисперстным. При вертикальном восходящем течении газожидкостной смеси в каналах во всех режимах имеет место практически осесимметричное распределение концентрации и скоростей фаз. В горизонтальном трубопроводе под действием силы тяжести симметрия нарушается, и газовая фаза концентрируется в верхней части сечения рис. При определенных условиях наблюдается раздельный поток, в котором газ и нефть полностью разделены, газ течет в верхней части сечения трубы, а жидкость в нижней части. Все существующие структуры потока можно разделить на 3 большие группы распределенные, сегрегированные и пульсирующие. К сегрегированным относят потоки, в которых газовая и жидкая фазы разделены четкой границей раздельный и дисперснокольцевой потоки. Ра определенные
Рис. Режимы горизонтального потока 1 раздельный, 2 дисперстнокольцевой, 3 пробковопузырьковый. Пульсирующие потоки пробковый и эмульсионный являются переходными от сегрегированных к распределенным , и имеют локальные участки со свойствами того и другого типа потока. Основными кинематическими параметрами газожидкостного потока рис. Я1 расходы газа и жидкости, А площадь сечения трубы, Ад и А площади в сечении трубы занятые газом и жидкостью. В восходящем газожидкостном потоке газ изза меньшей плотности и вязкости обычно обгоняет жидкость. Ыто 3
Яд Я1 , . Скорости дрейфа фаз имеют противоположное направление. Следует отметить, что все приведенные выше параметры газожидкостного потока являются осредененными по сечению трубопровода величинами. Существует несколько физических моделей, отражающих стационарный газожидкостной поток в трубе. Степень адекватности этих моделей различна, а увеличение точности достигается за счет увеличения объема информации, используемой для описания движения смеси. Рис. Схема двухфазного потока. Самой простой является модель гомогенного течения односкоростная модель. В ней предполагается, что скорости газовой и жидкой фаз одинаковы, поток рассматривается как однородная смесь с осредененными свойствами. Цд вязкости жидкости и газа, р, рд плотности жидкости и газа. В модели относительного движения учитывается различие в скоростях фаз. Истинное газосодержание и скорость проскальзывания не могут быть получены из расходных характеристик потока. Для их определения в данной модели необходимо использование экспериментальных данных. Модель дрейфа модель потока дрейфа, ix является модификацией модели относительного движения. Рис. Модель потока дрейфа. Со коэффициент профиля потока, характеризующий неравномерное распределение концентрации газовой фазы и скорости смеси в сечении трубы, его значения обычно лежат в интервале от 1 до 1. Уд скорость всплытия пузырьков газа в неподвижной жидкости. Во всех описанных выше методиках газожидкостная смесь рассматривается как однородная или псевдооднородная среда с параметрами, осредненными по сечению трубопровода. На этом основании, для описания газожидкостного потока используются аналоги уравнений гидродинамики однофазного потока. V , I v , . Градиент давления складывается из гидростатической компоненты, компоненты трения и ускорения. Последней компонентой можно пренебречь для всех режимов кроме дисперснокольцевого. Для пузырькового и пробкового режимов гравитационная компонента является преобладающей. По данным зависимостям построены диаграммы для определения коэффициента трения в зависимости от числа Ренольдса и шероховатости трубы е Де,е. V iV .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.230, запросов: 244